SCADA là gì?
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là hệ thống phần mềm công nghiệp cấp cao dùng để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu từ các thiết bị phân tán trên diện rộng. SCADA không điều khiển trực tiếp thiết bị — nó giám sát tổng thể và ra lệnh cho PLC/RTU bên dưới. Ứng dụng tiêu biểu: hệ thống điện lực quốc gia (EVN), hệ thống cấp thoát nước thành phố, đường ống dầu khí, nhà máy điện mặt trời phân tán.
Kiến trúc hệ thống SCADA
Hệ thống SCADA gồm các cấp:
- Cấp thiết bị (Field Level): RTU (Remote Terminal Unit) hoặc PLC đặt tại thực địa — đọc cảm biến, đóng cắt thiết bị. Giao tiếp với cảm biến/actuator qua 4–20 mA, DI/DO 24VDC.
- Cấp truyền thông (Communication Level): RTU/PLC truyền dữ liệu về trung tâm qua: Modbus TCP, DNP3, IEC 60870-5-101/104 (ngành điện lực), hoặc mạng 4G/LTE cho địa điểm xa.
- Cấp SCADA Server: máy chủ chạy phần mềm SCADA, thu thập và lưu dữ liệu vào database (thường là time-series database: OSIsoft PI, InfluxDB, hoặc SQL).
- Cấp HMI/Client: màn hình đồ họa vận hành trên máy tính client kết nối SCADA server. Nhiều người dùng có thể xem đồng thời từ nhiều máy.
Phân biệt PLC, HMI và SCADA
| Thiết bị | Vai trò | Quy mô | Điều khiển thực |
|---|---|---|---|
| PLC | Điều khiển logic thực thi | Một máy / một khu vực | Có — trực tiếp |
| HMI | Hiển thị và điều khiển tại chỗ | Một máy / một tủ điện | Qua PLC |
| SCADA | Giám sát tổng thể, phân tích, báo cáo | Nhiều PLC, nhiều địa điểm | Qua PLC/RTU |
| DCS | Điều khiển phân tán tích hợp cao | Nhà máy lớn, quy trình liên tục | Có — tích hợp |
Phần mềm SCADA phổ biến
- Ignition (Inductive Automation): web-based, license không giới hạn tag, phổ biến và mạnh mẽ. Có bản community miễn phí.
- Wonderware (AVEVA System Platform): lịch sử lâu đời, dùng nhiều trong dầu khí, hóa chất.
- SIMATIC WinCC (Siemens): tích hợp tốt với PLC Siemens, nhiều cấp từ WinCC Basic đến WinCC Professional.
- iFIX (GE Proficy): phổ biến trong ngành điện lực và nước.
- VTScada, Citect SCADA: các giải pháp khác có mặt tại Việt Nam.
OPC trong SCADA
OPC (OLE for Process Control, nay là OPC UA — Unified Architecture) là chuẩn truyền thông trung gian cho phép SCADA đọc dữ liệu từ PLC bất kỳ mà không cần driver riêng. OPC Server (Kepware, Matrikon) kết nối với PLC, chuẩn hóa dữ liệu thành OPC tag, SCADA Client đọc qua OPC. OPC UA được IEC 62541 chuẩn hóa, hỗ trợ bảo mật và giao tiếp cloud.